LEEEP IPCC AR6特辑 (7) | 中国发展绿色能源的宏观经济影响

题目

Green growth: The economic impacts of large-scale renewable energy development in China

作者

Hancheng Dai, Xuxuan Xie, Yang Xie, Jian Liu, Toshihiko Masui

期刊

Applied Energy

时间

2016年1月

一作

单位

Center for Social and Environmental Systems Research, National Institute for Environmental Studies, 16-2 Onogawa, Tsukuba-City, Ibaraki 305-8506, Japan 

链接

http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.10.049

前言

在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的组织领导下，来自世界各地的顶尖学者定期评估气候变化前沿研究成果，为各国决策者和公众提供有关气候变化的最新科学认知与解决方案。IPCC评估报告对指引全球未来经济社会发展路径和应对气候变化对策起到导向作用，已分别于1990、1995、2001、2007和2014年发布了五次评估报告。2022年4月初，IPCC发布了第六次评估报告第三工作组报告《气候变化2022：减缓气候变化》(IPCC AR6 WGIII)，重点聚焦面向本世纪1.5~2度温控目标的温室气体深度减排技术措施评估和政策建议。

北京大学能源环境经济与政策课题组（LEEEP）相关研究注重识别绿色低碳转型的前沿关键科学与政策管理问题，受到国内外同行的密切关注和高度认可。在本次发布的IPCC AR6系列报告中，LEEEP课题组基于自主研发的IMED等综合评估模型所发表的15篇研究论文被多个关键章节正面引用20余次。相关论文涉及绿色低碳转型和政策减排效果、经济代价和协同效益评估等重要议题。研究成果支撑了IPCC AR6多个关键内容，引用章节贯穿了第一工作组、第三工作组报告的11个关键章节，如聚焦社会经济系统全局性分析的第二章（排放趋势与驱动因素）、第三章（长期减缓路径）、第四章（近中期减缓与发展路径）、第五章（减缓的社会服务需求），以及侧重关键高能耗部门的第六章（能源系统）、第十章（交通部门）及第十一章（工业部门）。相关推送详细报道如下：

本系列推送将陆续推出“LEEEP研究之IPCC AR6特辑”，向读者简要介绍被AR6正面引用的相关论文研究内容和主要结论。同时，在浩瀚无边的数据代码和汗牛充栋的文献之外，也顺便回顾一下笔者入行IAMs学界这十三年以来，通过合作近距离遇到的世界各地的奇人逸事，这也算是Free Style从事学术工作的乐趣所在。

欢迎有志于利用复杂系统模型分析手段为全人类寻找实现“双碳”目标解决方案的同学们加入LEEEP，也请各位同行推荐合适的小伙伴加入LEEEP、成为LEEEPer！对你的期望是数理基础强、文字功底好，可以攻读研究生，也可以开展博士后研究。关于IMED模型架构、LEEEP研究进展及团队介绍、研究生及博士后招聘等信息可阅读在线文档：

《IMED模型体系简介》：

https://www.jianguoyun.com/p/DVrcIwsQlL7CBhjE13M

研究背后

本文通过使用CGE模型（IMED/CGE国家模型的前身）量化了中国大规模发展可再生能源促进碳减排和经济增长的作用，被WGIII第四章（近中期减缓与发展路径）引用。本研究是笔者还在博士就读期间与发改委能源研究所国家可再生能源中心（CNREC）的合作成果。受CNREC邀请，帮他们评估到2050年中国大规模发展可再生能源对上游产业的拉动作用，对中长期低碳发展和空气污染治理和人群健康的协同改善作用。当时也是初生牛犊不怕虎，居然接下了这个任务，工作成果一方面贡献了该中心发布的《中国可再生能源展望》相关章节，另一方面转化成这篇论文，本文自2016年发表，于2018年至今连续4年多一直位列ESI前1%高被引论文，总引用达260多次。

研究导读

提高能效和发展可再生能源是多数国家应对环境和气候挑战的两项重要措施，但发展可再生能源对经济的影响并不明朗。本研究旨在此背景下对以下问题进行探究：

第一，可再生能源的大规模发展是否会对宏观经济造成负面冲击？

第二，可再生能源的发展将如何影响其他行业？

第三，可再生能源发展将对就业、环境污染和碳排放等方面产生怎样的影响？

为详细评估可再生能源发展对各类经济部门的影响以及产生的环境效益，本文利用CGE模型对2010-2050年中国大规模发展可再生能源的相关影响进行全面分析。

研究方法与情景假设

本文采用由日本国立环境研究所（NIES，日本）、中国国家可再生能源中心（CNREC）和国家发改委能源研究所联合开发的多部门动态递归CGE模型，涵盖41种经济商品和相应行业，以及8种发电技术。该CGE模型利用GAMS/MPSGE以5年为步长求解。创新性的非化石能源发电技术建模使该CGE模型能够更好地评估可再生能源发展的经济影响。

图1 电力部门生产函数中对非化石能源发电投资的处理

本文构建基准情景与REmax情景进行对比分析。基准情景中可再生能源的发展速度适中。在REmax情景中，研究假定2050年可再生能源占比较高：2050年风电装机容量2000GW以上、光伏装机容量2500GW以上、生物质发电装机容量600GW以上、水电装机容量500GW以上、核电装机容量100GW以上，煤炭、天然气装机容量分别为500GW和400GW。

表1  基准情景和REmax情景非化石能源装机容量

研究结果

经济增长和产业结构调整

产业结构出现明显变化，第一产业比重将持续下降，到2050年第一产业比重为2.7%。第二产业比重将从2010年的46.7%下降到2050年的35.0%。第三产业比重由43.2%提高到62.4%，与发达国家产业结构基本一致。

表2  基准情景中 2010-2050 年的 GDP 增长率及构成

能源消费变化

在基准情景中，经济快速增长使得2050年的一次能源消耗推高至2010年水平的1.5倍以上，电力供应仍然以煤电为主。REmax情景则完全不同，虽然一次能源总需求仍接近基准情景，但随着电力部门中可再生能源取代了化石能源，能源结构发生了显著变化。2050年，可再生能源和非化石能源在电力领域的占比大幅提升至74%和78%，分别占一次能源总量的56%和60%，如图2所示。

图2 2010至2050年期间一次能源结构和电力结构

电力部门的直接经济影响

在基准情景中，非化石能源产业产出增长缓慢，到2050年，非化石能源产业增加值总量仅占中国GDP的1.9%。在REmax情景中，风能和太阳能吸引了更多的投资，到2050年，非化石能源行业的总产出将增加到1.98万亿美元，2050年非化石能源部门产值如图3所示。

图3 2050年非化石能源部门产值

间接经济影响：产业拉动和创造就业

在基准情景中，2050年风能和太阳能对经济的刺激作用大于水电和核电。在REmax情景中，非化石能源和可再生能源刺激其他行业增加的间接总产值分别为13320亿美元和11790亿美元。分别增加487和412万个就业岗位。2050年可再生能源发展对其他行业就业、产出和增加值的刺激作用如图4所示。

图4 2050年可再生能源发展对其他部门就业、产出和增值的促

宏观经济影响

上述部分强调了可再生能源发展所带来的积极影响。但许多其他行业，尤其是与传统能源供应链相关的行业，可能会受到负面影响，如图5所示。其中，受影响最大的行业是煤炭开采，产量下降 52%，就业人数减少超过 100 万（-54%），需求下降引发价格下降 2.4%，并且焦炭和城市燃气价格上涨约 1%。

图5 2050 年对就业、产出和商品价格的影响

环境协同效益

产业结构和能源结构改革背景下，基准情景二氧化碳排放量在2035年达到峰值，约为92亿吨。在REmax情景中，可再生能源的发展使得碳排放最早将在2025年达到峰值，这也恰好足以实现中国在2030年前碳排放达峰的承诺。其他温室气体排放水平同样显著下降，2050年CO2、SO2、NOx和N2O的减排率分别为34%、42%、31%和24%。

图6 可再生能源发展对空气污染物和CO2排放的影响

政策启示

为实现可再生能源发展目标，本文提出可再生能源三阶段发展路线图。2010年至2020年，可再生能源技术和市场机制趋于成熟，可再生能源战略地位不断提高。2020年到2030年，可再生能源快速渗透率快速提升。可再生能源将成为主要能源之一，2030年占一次能源比重超过25%，或比2010年翻一倍以上。2030年到2050年，我国建立以可再生能源为主的现代能源体系，实现对化石能源的大规模替代。可再生能源装机达到5000GW左右，发电量达到11万千瓦时，可再生能源在电力和一次能源中的占比将分别超过70%和50%。

编辑/排版：朱衍磊

相关阅读

点击“阅读原文”浏览小组主页